化学探针分子的构筑及化学生物学应用研究

张意

摘要：随着化学生物学研究步伐的加快，对化学小分子探针的应用也提出了更高的要求。本文在研究中主要从肿瘤蛋白酶、微小核糖核酸等方面入手，判断化学小分子探针的具体应用，发现其在较多疾病治疗方面效果极为显著。

关键词：化学探针分析；microRNA；肿瘤蛋白酶

在生物医学、化学等学科快速发展的背景下，化学小分子作为探针逐渐被引入分析生物体动态分子的过程中。从化学小分子的应用现状来看，其除充当疾病治疗中药物前体外，也能对复杂的生命过程进行探索，为现行药物研究提供新的途径。因此，本文对化学生物学中化学小分子探针应用的研究具有十分重要的意义。

1 微小核糖核酸小分子应用

微小核糖核酸，又叫miRNA。有些学者在研究中主要进行细胞筛选体系的构建，发现miRNA组织特异性的不同，芒果苷元小分子可以起到明显的抑制作用。从这些小分子中可发现，通过生物正交反应作用，可获取3个小分子，包括1a、1b与1c，对miRNA小分子起到的抑制作用极为明显。需要注意这种抑制作用的实现主要通过对AG02蛋白、miRNA结合进行阻断来实现。以其中的1a小分子探针为例，其能直接结合AG02蛋白，二者发生作用下便会组织miRNA融入其中。假定在癌细胞上引入活性小分子，其不会对原代肝细胞造成影响，但可使癌细胞走向凋亡。因此，通过这种小分子探针的引入，其可为miRNA、AG02研究提供思路，而且小分子探针也能充当药物活性分子，对癌症治疗可起到治疗作用。

2 成纤维细胞小分子应用

作为细胞表面的糖蛋白，成纤维细胞中的FAP α在增殖肿瘤细胞、侵袭或转移肿瘤细胞方面都可发挥重要作用。这种小分子也逐渐成为新型药物设计的主要内容，对肿瘤生物学与治疗，其作用极为明显。此时需考虑到FAP α近红外荧光探针设计，对这种探针分析可叫作ANP_FAP。在实际中对其设计可发现，该探针分子在吸收方面与荧光发射谱上都表现出明显的特征，可判断探针分子应用下可转移荧光共振能量。同时，在探针分子应用中也可对其敏感性、成像效果、组织分布情况进行测试。通过实验发现，在较多生物中蛋白酶都扮演重要的角色，是疾病的标志物。若采取蛋白酶显像方式，对诊断疾病可起到突出的作用。而在此基础上设计的探针，被用于疾病检测等。需注意的是由于现行光学显像技术本身存在一定的弊端，这样ANP_FAP应用下很可能无法获取准确的定量信息，此时便需考虑将磁共振显影、正电子断层扫描等引入其中，对改进探针显像效率可起到改善作用。

ANP_FAP应用，其在构成上主要以QSY21燃料、FAPα多肽底物以及Cy5.5荧光染料为主。假定分别选取MMP-2、DPPIV、FAP α不同蛋白酶，对小分子探针进行激活，可发现能起到激活作用的主要以FAPα为主，这充分说明FAPα的可用性。而从体内成像试验角度看，假若选取两种肿瘤模型，其中一种为C6肿瘤，其不表达FAPα，而另一种为U87MG肿瘤，其能够表达FAP α，对两种模型分别利用ANP_FAP进行分析，可得到不同的成像效果。这也能充分说明FAP α应用下，其荧光信号较强，所以在成像效果上也较好。由此可见，为使ANP_FAP应用得到优化，应充分利用FAP α，可使小分子探针在肿瘤疾病的检测中发挥重要作用。

3 多模态分子探针应用

作为恶性肿瘤之一，结直肠癌在国内外的发病率都极高。尽管采取外科手术切除可起到一定的治疗作用，但病情复发问题仍较为明显。即使将分子靶向、化疗等方法引入，也难以取得较高的有效率，此时需考虑将分子影像方法引入其中。可考虑进行多模态探针的构建，其能够将photo-click reaction、click优势表达为FAPα，其中在photo click reaction运用中主要为使磁性纳米粒子、荧光探针得到融合，而click的运用可实现磁性纳米分子、靶向基团RGD的融合。从这种多模态探针的应用来看，其主要得益于生物正交反应，能够对结直肠癌的情况进行反映。需注意的是，该小分子探针作用的实现，需要做好构建工作，确保其能够富集于结肠肿瘤部位，这样才可使成像效果得到提升。

4 结论

化学探针分子的应用对推动现行化学生物学应用发展以及疾病治疗方面可起到突出作用。从microRNA制剂型小分子的应用来看，其应用能够抑制肿瘤的增长，而FAP α下的探针也可有效检测肿瘤的情况，能被引入肿瘤治疗中。而对于多模态分子探针，其应用能够获得良好的成像效果，可被应用于结直肠癌的治疗中。